Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Die
vorliegende Patentanmeldung betrifft ein brennkraftbetriebenes Setzgerät der im
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art. Derartige Setzgeräte können mit
gasförmigen
oder verdampfbaren flüssigen
Brennstoffen betrieben werden, die in einer Brennkammer verbrannt
werden und dabei einen Setzkolben für Befestigungselemente antreiben.The
The present patent application relates to a combustion-powered setting tool of the
The preamble of claim 1. mentioned type. Such setting devices can with
gaseous
or vaporizable liquid
Burned fuels burned in a combustion chamber
while driving a setting piston for fasteners.
Generell
besteht bei derartigen Setzgeräten der
Wunsch einen möglichst
guten thermischen Wirkungsgrad zu erzielen.As a general rule
consists in such setting devices of
Desire one as possible
to achieve good thermal efficiency.
Aus
der US 4 403 722 ist
ein brennkraftbetriebenes Setzgerät mit einer Brennkammer zur
Verbrennung eines Gemisches aus Luft und einem Brenngas bekannt,
bei dem an der Rückwand
der Brennkammer ein Ventilator angeordnet ist. Dieser Ventilator
ist über
einen Elektromotor antreibbar und erzeugt im Betrieb ein turbulentes
Strömungsregime in
der Brennkammer wodurch der thermische Wirkungsgrad im Vergleich
zu einer Verbrennung im nicht turbulenten Regime verbessert ist.From the US 4,403,722 is a combustion-powered setting tool with a combustion chamber for combustion of a mixture of air and a fuel gas is known in which a fan is arranged on the rear wall of the combustion chamber. This fan is driven by an electric motor and generates in operation a turbulent flow regime in the combustion chamber whereby the thermal efficiency is improved compared to a combustion in the non-turbulent regime.
Von
Nachteil dabei ist, das die Verbrennung in der Brennkammer unter
Atmosphärendruck
stattfindet, so dass die bei der Verbrennung erreichten Spitzendrücke typischerweise
zwischen 5 6 bar liegen. Daraus ergibt sich ein Wirkungsgrad, bezogen auf
den Heizwert des eingesetzten Brennstoffes von kleiner 10 %.From
Disadvantage is that the combustion in the combustion chamber below
atmospheric pressure
takes place, so that the peak pressures achieved during combustion typically
between 5 and 6 bar. This results in an efficiency based on
the calorific value of the fuel used of less than 10%.
Aus
der US 4 415 110 ist
ein handgeführtes Setzgerät bekannt,
das einen in einem ersten Zylinder geführten Kolben aufweist, der über ein
Getriebe mit einem in einem zweiten Zylinder geführten Setzkolben gekoppelt
ist. In der Ausgangsstellung befindet sich der Kolben im ersten
Zylinder in einem Bereich nahe einer Zündkerze, während der Setzkolben im zweiten
Zylinder in einem entgegengesetzt liegenden Endbereich liegt, der
der Zündkerze
im zweiten Zylinder abgewandt ist. Wird das Setzgerät mit einem beweglichen
Arm an einen Untergrund angedrückt dann
wird über
die Zündkerze
eine Zündung
eines Gas-Luftgemisches im ersten Zylinder ausgelöst. Der Kolben
im ersten Zylinder wird hierdurch in Richtung von der Zündkerze
weg bewegt, wodurch der Setzkolben mittels des Getriebes in Richtung
der Zündkerze
im zweiten Zylinder bewegt wird. Dabei wird das über dem Setzkolben liegende
Gas-Luftgemisch komprimiert. In dem zweiten Zylinder wird dann ebenfalls über die
dort angeordnete Zündkerze
die Zündung
ausgelöst,
so dass der Setzkolben von der Zündkerze
weg beschleunigt wird und dabei mit seinem Schaft einen Nagel in
den Untergrund eintreibt. Der Verbrennungsdruck ist auf Grund der
Vorkompression des Gas-Luftgemisches erhöht.From the US 4,415,110 a hand-held setting tool is known which has a piston guided in a first cylinder, which is coupled via a gear with a guided in a second cylinder setting piston. In the initial position, the piston in the first cylinder is located in a region near a spark plug, while the set piston in the second cylinder is in an opposite end region, which faces away from the spark plug in the second cylinder. If the setting device is pressed against a substrate with a movable arm, an ignition of a gas-air mixture in the first cylinder is triggered via the spark plug. The piston in the first cylinder is thereby moved away in the direction of the spark plug, whereby the setting piston is moved by means of the transmission in the direction of the spark plug in the second cylinder. In this case, the gas-air mixture lying above the setting piston is compressed. In the second cylinder, the ignition is then also triggered via the spark plug arranged there, so that the setting piston is accelerated away from the spark plug, thereby driving a nail into the ground with its shaft. The combustion pressure is increased due to the precompression of the gas-air mixture.
Von
Nachteil hierbei ist aber, dass der Schaft des Setzkolbens in dessen
Ausgangsstellung an dem der Zündkerze
abgewandten Endbereich des zweiten Zylinders in der Nagelführung liegt
und dadurch die Zuführung
eines neuen Nagels blockiert. Dadurch bleibt für den Transport eines neuen
Nagels in die Nagelführung
nur ein sehr kurzer Zeitraum, während
dem sich der Setzkolben in dem der Zündkerze nahen Bereich des zweiten
Zylinders befindet. Dieses ist insbesondere bei längeren Nägeln kritisch und
kann zu Funktionsstörungen
führen.From
Disadvantage here is that the shaft of the setting piston in the
Starting position at the spark plug
remote end portion of the second cylinder is in the nail guide
and thereby the feeder
blocked by a new nail. This leaves for the transport of a new one
Nail in the nail guide
just a very short period of time while
the set piston in the spark plug near the area of the second
Cylinder is located. This is especially critical for longer nails and
can cause malfunction
to lead.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, ein Setzgerät der vorgenannten
Art zu entwickeln, das die bekannten Nachteile vermeidet und einen
hohen thermischen Wirkungsgrad erzielt. Dieses wird erfindungsgemäss durch
die in Anspruch 1 genannten Massnahmen erreicht.The
Object of the present invention is therefore a setting tool of the aforementioned
To develop a style that avoids the known disadvantages and a
achieved high thermal efficiency. This is inventively by
reaches the measures mentioned in claim 1.
Demnach
wird eine Kompressionseinrichtung für das Oxidationsmittel-Brenngasgemisch
vorgesehen, die über
den Ventilatorantrieb antreibbar ist. Der Ventilatorantrieb ist
dabei vorzugsweise als Elektromotor ausgebildet. Durch diese Maßnahme wird
auf einfache Weise eine Verdichtung des Oxidationsmittel-Brenngasgemisches
in der Brennkammer erreicht, wobei auf einen zusätzlichen Antrieb für die Kompressionseinrichtung
verzichtet werden kann.Therefore
becomes a compression means for the oxidant-fuel gas mixture
provided that over
the fan drive is driven. The fan drive is
preferably formed as an electric motor. This measure will
in a simple way a compression of the oxidant-fuel gas mixture
achieved in the combustion chamber, with an additional drive for the compression device
can be waived.
In
einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemässen Setzgerätes beinhaltet
die Kompressionseinrichtung einen Aufladezylinder, dem Brennstoff
und Oxidationsmittel zuführbar
sind und in dem ein Verdrängungskörper versetzbar
geführt
ist, der mit dem Ventilatorantrieb kuppelbar ist. Der Aufladezylinder
ist konstruktiv einfach und erlaubt eine einfache Dichtung für den Verdrängungskörper.In
an advantageous development of the inventive setting device includes
the compression device a charging cylinder, the fuel
and oxidizing agent fed
are and in which a repressive body displaceable
guided
is, which is detachable with the fan drive. The charging cylinder
is structurally simple and allows a simple seal for the displacement body.
Günstigerweise
ist ein Abtrieb des Ventilatorantriebs mit einer Getriebeeinrichtung
gekoppelt, die über
eine Kupplungseinrichtung mit Betätigungsmitteln für den Verdrängungskörper kuppelbar
ist. Durch diese Maßnahme
kann, vorzugsweise nur kurzzeitig, genau die für die Kompressionseinrichtung
benötigte Antriebsenergie
vom Ventilatorantrieb abgezweigt werden, so dass Verluste minimiert
werden. Ferner kann die Antriebsverbindung vom Ventilatorantrieb zur
Kompressionseinrichtung über
die Kupplungseinrichtung zu- und abgeschaltet werden, so dass die Antriebsenergie
für die
Kompressionseinrichtung nur dann bezogen wird, wenn diese benötigt wird.conveniently,
is an output of the fan drive with a transmission device
coupled, over
a coupling device with actuating means for the displacement body can be coupled
is. By this measure
can, preferably only for a short time, exactly that for the compression device
required drive energy
be diverted from the fan drive, so that minimizes losses
become. Furthermore, the drive connection from the fan drive for
Compression device over
the coupling device to be switched on and off, so that the drive power
for the
Compression device is only available when it is needed.
In
einer technisch leicht umsetzbaren Ausbildung der Erfindung beinhalten
Betätigungsmittel
für die
Kompressionseinrichtung einen Seilzug und ein Seilrad, wobei der
Seilzug am Verdrängungskörper angreift
und auf dem Seilrad aufwickelbar ist. Das Seilrad ist dabei mit über die
Kupplungseinrichtung mit der Getriebeeinrichtung oder direkt mit
dem Abtrieb des Ventilatorantriebs kuppelbar.In
a technically easily implementable embodiment of the invention include
actuating means
for the
Compression device a cable and a cable wheel, wherein the
Cable pull on the displacement body attacks
and is windable on the rope wheel. The rope wheel is with over the
Coupling device with the transmission device or directly with
the output of the fan drive can be coupled.
Von
Vorteil ist es ebenfalls, wenn die Kompressionseinrichtung wenigstens
ein Rückstellmittel, wie
z. B. ein Federelement, für
den Verdrängungskörper aufweist, über das
der Verdrängungskörper nach einem
Kompressionshub wieder automatisch in seine Ausgangsstellung versetzbar
ist.From
It is also an advantage if the compression device at least
a return means, like
z. B. a spring element, for
having the displacement body over the
the displacement body after a
Compression stroke automatically back to its original position
is.
In
einer vorteilhaften konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist
der Verdrängungskörper als
Kolben ausgebildet, der einen verschliessbaren Durchlasskanal aufweist.
Dieser Durchlasskanal durchsetzt den Kolben vorteilhaft in axialer
Richtung von einer Stirnseite zur anderen, so dass die Räume vor
und hinter dem Kolben miteinander verbindbar sind.In
an advantageous structural embodiment of the invention
the displacement body as
Piston formed, which has a closable passage channel.
This passage channel passes through the piston advantageously in the axial
Direction from one end face to the other, leaving the spaces in front
and are connectable behind the piston.
Günstig ist
es auch, wenn die Kompressionseinrichtung eine Armatur beinhaltet, über die
der Aufladezylinder in einer ersten Stellung der Armatur von der
Brennkammer hydraulisch getrennt ist und über die der Aufladezylinder
in einer zweiten Stellung der Armatur mit der Brennkammer hydraulisch
verbunden ist. So kann auf einfache Weise eine steuerbare Verbindung
des Aufladezylinders mit der Brennkammer geschaffen werden.Cheap is
it also, when the compression device includes a fitting over the
the charging cylinder in a first position of the valve of the
Combustion chamber is hydraulically separated and over which the charging cylinder
in a second position of the valve with the combustion chamber hydraulically
connected is. So can easily a controllable connection
the charging cylinder to be created with the combustion chamber.
Dabei
ist es von Vorteil, wenn die Armatur ein Stellglied aufweist, das
mit wenigstens einem Mimehmerelement eines relativ zum Aufladezylinder verschieblichen
Bauteils zusammenwirkt, zum Überführen der
Armatur in ihre zweite Stellung bei einem Anpressen des Setzgerätes an einen
Untergrund und zum Überführen der
Armatur in ihre erste Stellung beim Abheben des Setzgerätes vom
Untergrund. Das verschiebliche oder versetzbare Bauteil ist dabei z.
B. eine Führungshülse, in
der die Kolbenführung geführt ist,
oder ein anderer Teil eines Anpressstranges. Somit ist die Armatur
auf technisch wenig aufwändige
Weise über
ein Anpressen respektive ein Abheben des Setzgerätes von einem Untergrund automatisch
steuerbar.there
It is advantageous if the valve has an actuator, the
with at least one Mimehmerelement a relative to the loading cylinder displaceable
Component cooperates to transfer the
Armature in its second position when pressing the setting tool to a
Underground and to transfer the
Armature in its first position when lifting the setting device from
Underground. The displaceable or displaceable component is z.
B. a guide sleeve, in
the piston guide is guided,
or another part of a press string. Thus, the fitting is
on technically less elaborate
Way over
a pressing or lifting the setting tool from a substrate automatically
controllable.
Weitere
Vorteile und Massnahmen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden
Beschreibung und der Zeichnung. In der Zeichnung ist die Erfindung
in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.Further
Advantages and measures of the invention will become apparent from the dependent claims, the following
Description and the drawing. In the drawing, the invention
in one embodiment
shown.
Es
zeigen:It
demonstrate:
1 ein
erfindungsgemässes
Setzgerät
in der Ausgangsstellung in teilweiser Schnittansicht, 1 an inventive setting device in the starting position in partial sectional view,
2 das
Setzgerät
in einer Ansicht in Richtung des Pfeils II aus 1, 2 the setting tool in a view in the direction of arrow II 1 .
3 das
Setzgerät
aus 1 in einer an einen Untergrund angedrückten Stellung, 3 the setting tool off 1 in a position pressed against a substrate,
4 das
Setzgerät
aus 1 in einer an einen Untergrund angedrückten Stellung
mit in Betrieb gesetztem Ventilator. 4 the setting tool off 1 in a pressed against a substrate position with the fan in operation.
In
den 1 bis 4 ist ein erfindungsgemässes Setzgerät 10 dargestellt,
das z. B. mit einem Brenngas oder mit einem verdampfbaren Flüssigbrennstoff
betrieben werden kann, und dazu ein Setzwerk aufweist. Über das
Setzwerk wird ein Befestigungselement 80, wie ein Nagel,
Bolzen, etc. in einen hier nicht dargestellten Untergrund eingetrieben,
wenn das Setzgerät 10 mit
seiner Bolzenführng 16 bzw.
seinem Nasenteil an einen Untergrund U angepresst und ausgelöst wird.In the 1 to 4 is an inventive setting device 10 shown, the z. B. can be operated with a fuel gas or with a vaporizable liquid fuel, and to have a network. About the network is a fastener 80 , such as a nail, bolts, etc. driven into a subsoil, not shown here, when the setting tool 10 with his pin guide 16 or its nose part is pressed against a substrate U and triggered.
Zum
Setzwerk gehören
u. a. eine in einer Brennkammerhülse 12 ausgebildete
Brennkammer 11, die über
einen als Rückwandplatte
ausgebildeten Verschluss 13 verschliessbar ist, eine Kolbenführung 17,
in der ein Treibkolben 15 versetzbar gelagert ist, und
die Bolzenführng 16 zum
Führen
eines Befestigungselementes 80 und des Schaftes 121 des
Treibkolbens 15. Die Kolbenführung 17 ist als länglicher Zylinder
ausgebildet und definiert eine Längsachse
A des Setzgerätes 10.
Die Kolbenführung 17 und
der Verschluss 13 sind fest mit einander verbunden und bilden
eine erste Baueinheit. Eine Führungshülse 19, die
die Kolbenführung 17 wenigstens
bereichsweise umfängt,
ist versetzbar gegenüber
der ersten Baueinheit aus Kolbenführung 17 und Verschluss 13 angeordnet.
An dem der Bolzenführng 16 zugenwandten
Ende der Kolbenführung 17 ist
ein Dämpfungselement 115 als
Anschlag für
den Treibkolben 15 in seinem unteren Totpunkt angeordnet.
In der Kolbenführung 17 ist
ferner eine seitliche Auslassöffnung 118 vorgesehen, über die
bei einem Setzvorgang die Luft unterhalb des Treibkolbens 15 und
nachfolgend die über
dem Treibkolben 15 liegenden Verbrennungsgase entweichen
können.The setting network includes one in a combustion chamber sleeve 12 trained combustion chamber 11 , which has a closure designed as a back plate 13 can be closed, a piston guide 17 in which a driving piston 15 is mounted displaceably, and the Bolzenführng 16 for guiding a fastener 80 and the shaft 121 of the drive piston 15 , The piston guide 17 is designed as an elongated cylinder and defines a longitudinal axis A of the setting tool 10 , The piston guide 17 and the closure 13 are firmly connected with each other and form a first assembly. A guide sleeve 19 that the piston guide 17 surrounds at least partially, is displaceable relative to the first assembly of piston guide 17 and closure 13 arranged. At the bolt guide 16 zugenwandten end of the piston guide 17 is a damping element 115 as a stop for the driving piston 15 arranged in its bottom dead center. In the piston guide 17 is also a lateral outlet opening 118 provided, on the in a setting process, the air below the drive piston 15 and subsequently the above the driving piston 15 can escape combustion gases lying.
An
der Führungshülse 19 ist,
an ihrem dem Verschluss 13 zugewandten Ende, die Brennkammerhülse 12 angeformt
bzw. festgelegt. Die Bolzenführung 16,
die Führungshülse 19 und
die Brennkammerhülse 12 bilden
dabei eine zweite Baueinheit die sich in Richtung der Längsachse
A erstreckt. Die Kolbenführung 17 stützt sich
dabei an ihrem der Brennkammer 11 abgewandten Ende über ein
Federelement 117 an dem der Bolzenführng 16 zugewandten Ende
der Führungshülse 19 ab.On the guide sleeve 19 is, at her the lock 13 facing end, the combustion chamber sleeve 12 molded or fixed. The bolt guide 16 , the guide sleeve 19 and the combustor sleeve 12 form a second structural unit which extends in the direction of the longitudinal axis A. The piston guide 17 relies on her the combustion chamber 11 opposite end via a spring element 117 at the pin guide 16 facing the end of the guide sleeve 19 from.
Die
Befestigungselemente können
z. B. in einem in den Figuren nicht dargestellten Magazin am Setzgerät bevorratet
sein.The
Fasteners can
z. B. stored in a magazine, not shown in the figures on the setting tool
be.
In
der Brennkammer 11 ist ferner eine Zündeinrichtung 18,
wie z. B. eine Zündkerze,
zur Zündung
eines, für
einen Setzvorgang in die Brennkammer 11 eingebrachten Oxidationsmittel-Brennstoffgemischs
angeordnet. Die Zufuhr des Brennstoffes in den Brennraum bzw. in
die Brennkammer 11 erfolgt dabei aus einem in den Figuren
nicht sichtbaren Brennstoffreservoir, wie z. B. einer auswechselbaren Gasdose, über eine
Dosiereinrichtung 50, wie z. B. einem mechanischen oder
elektronischen Dosierventil (vgl. hierzu 2).In the combustion chamber 11 is also an ignition device 18 , such as As a spark plug, the ignition of a, for a setting process in the combustion chamber 11 introduced oxidant-fuel mixture arranged. The supply of fuel into the combustion chamber or in the combustion chamber 11 he follows doing so from a not visible in the figures fuel reservoir, such. B. a replaceable gas can, via a metering device 50 , such as B. a mechanical or electronic metering valve (see 2 ).
Im Übergangsbereich
von der Brennkammer 11 zur Kolbenführung 17 können hier
nicht dargestellte Magnete angeordnet sein, die dazu dienen den Treibkolben 15 mit
einer vorbestimmten Haltekraft in seiner Ausgangsstellung an dem
der Brennkammer 11 zugewandten Ende der Kolbenführung 17 zu
halten.In the transition area of the combustion chamber 11 to the piston guide 17 can be arranged not shown here magnets, which serve the driving piston 15 with a predetermined holding force in its initial position on the combustion chamber 11 facing the end of the piston guide 17 to keep.
Das
Setzgerät 10 weist
ferner einen in der Brennkammer 11 angeordneten Ventilator 20 auf,
der über
einen als Elektromotor ausgebildeten Ventilatorantrieb 21 betreibbar
ist. Der Ventilator 20 dient in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
zum einen dem Erzeugen eines turbulenten Strömungsregimes, wenn die Brennkammer 11 geschlossen
ist, und zum anderen dem Belüften
und Spülen
der Brennkammer 11 nach einem Setzvorgang, wenn die Brennkammer 11 wieder
geöffnet
ist.The setting tool 10 also has one in the combustion chamber 11 arranged fan 20 on, via a designed as an electric motor fan drive 21 is operable. The ventilator 20 serves in the present embodiment on the one hand to generate a turbulent flow regime when the combustion chamber 11 is closed, and on the other to the aeration and purging of the combustion chamber 11 after a setting process, when the combustion chamber 11 is open again.
In
dem hier dargestellten Setzgerät
ist ferner noch eine insgesamt mit 30 bezeichnete Kompressionseinrichtung
angeordnet. Die Kompressionseinrichtung 30 ist über den
Ventilatorantrieb 21 betreibbar, wie nachfolgend noch erläutert wird,
und bewirkt ein kurzzeitiges Befüllen
der Brennkammer 11 mit einem Oxidationsmittel-Brennstoffgemisch,
wodurch das Oxidationsmittel-Brennstoffgemisch in der Brennkammer 11 über dem
Atmosphärischen
Druck zu liegen kommt. Das Oxidationsmittel kann dabei z. B. Luft-Sauerstoff
sein.In the setting device shown here is also still a total with 30 designated compression device arranged. The compression device 30 is over the fan drive 21 operable, as will be explained below, and causes a short-term filling of the combustion chamber 11 with an oxidant-fuel mixture, whereby the oxidant-fuel mixture in the combustion chamber 11 above the atmospheric pressure. The oxidant may be z. B. be air-oxygen.
Die
Kompressionseinrichtung 30 beinhaltet zunächst einen
Aufladezylinder 32 der in dem Ausführungsbeispiel parallel zur
Längsachse
A verläuft und
der über
wenigstens ein Verbindungselement 60 starr mit der Kolbenführung 17 verbunden
ist. Damit die Führungshülse 19 relativ
zu der Einheit aus Kolbenführung 17 und
Aufladezylinder 32 verschoben werden kann, ist in der Führungshülse 19 ein
Schlitz 116 eingelassen, durch die das Verbindungselement 60 hindurchgeführt ist.
In dem Aufladezylinder 32 ist ein als Kolben ausgebildeter
Verdrängungskörper 31 verschieblich
geführt,
dessen Umfangsfläche
in dichtender Anlage mit der zylindrischen Innenfläche des Aufladezylinders 32 steht.
Der Verdrängungskörper 31 stützt sich über ein
elastisches Rückstellmittel 33 an
einem der Brennkammer 11 zugewandten Ende des Aufladezylinders 32 ab.
Das Rückstellmittel 33 ist dabei
z. B. als Federelement ausgebildet. An dem der Brennkammer 11 zugewandten
Ende des Aufladezylinders 32 ist eine Armatur 40 angeordnet,
die einen Drehkörper 43 aufweist
in dem ein Kanal 44 angeordnet ist und der in einer Aufnahme 46 mediendicht
und drehbar gelagert ist. Über
ein Stellglied 45 kann der Drehkörper 43 drehbetätigt werden,
wozu Mitnehmer 14, 114 für das Stellglied 45 aussen
an der gegenüber
der Armatur 40 versetzbaren Brennkammerhülse 12 angeordnet
sind.The compression device 30 initially includes a charging cylinder 32 which runs in the embodiment parallel to the longitudinal axis A and the at least one connecting element 60 rigid with the piston guide 17 connected is. So that the guide sleeve 19 relative to the unit of piston guide 17 and charging cylinder 32 can be moved, is in the guide sleeve 19 a slot 116 let in through which the connecting element 60 passed through. In the charging cylinder 32 is a trained as a piston displacement body 31 slidably guided, the peripheral surface in sealing engagement with the cylindrical inner surface of the supercharging cylinder 32 stands. The displacement body 31 is supported by an elastic return means 33 at one of the combustion chamber 11 facing the end of the charging cylinder 32 from. The return means 33 is z. B. formed as a spring element. At the combustion chamber 11 facing the end of the charging cylinder 32 is a fitting 40 arranged, which is a rotary body 43 in which a channel 44 is arranged and in a recording 46 Media-tight and rotatably mounted. About an actuator 45 can the rotary body 43 be rotatably operated, including drivers 14 . 114 for the actuator 45 outside on the opposite of the fitting 40 displaceable combustion chamber sleeve 12 are arranged.
Im
Aufladezylinder 32 ist im Bereich der Armatur 40 ein
Auslass 39 angeordnet, der in einer zweiten Stellung 42 (vgl. 3 und 4)
der Armatur 40 über
den Kanal 44 mit einem in die Brennkammer 11 mündenden
Einlasskanal 112 verbindbar ist. In einer aus 1 ersichtlichen
ersten Stellung 41 der Armatur 40 verschliesst
der Drehkörper 43 hingegen
die Verbindung zwischen dem Auslass 39 und dem Einlasskanal 112.
In der Brennkammer 11 ist noch ein als Rückschlagklappe
ausgebildetes Brennkammerventil 111 angeordnet, welches
den Einlasskanal 112 während
eines Verbrennungsvorgangs druckdicht verschliesst.In the charging cylinder 32 is in the range of the fitting 40 an outlet 39 arranged in a second position 42 (see. 3 and 4 ) of the fitting 40 over the canal 44 with one in the combustion chamber 11 opening inlet channel 112 is connectable. In one 1 apparent first position 41 the fitting 40 closes the rotary body 43 however, the connection between the outlet 39 and the inlet channel 112 , In the combustion chamber 11 is still designed as a check valve combustion chamber valve 111 arranged, which the inlet channel 112 closes pressure-tight during a combustion process.
In
einem der Armatur 40 abgewandten Endbereich des Aufladezylinders 32 ist
ein erster Einlass 37 in die Zylinderwand 62 des
Aufladezylinders 32 eingelassen, über den der Aufladezylinder über die Dosiereinrichtung 50 mit
dem Brennstoffreservoir verbindbar ist. In einer der Armatur 40 gegenüber liegenden
Stirnwand 61 des Aufladezylinders 32 ist ferner
ein zweiter Einlass 38 angeordnet, über den Luft in den Aufladezylinder 32 einbringbar
ist. Im Aufladezylinder 32 ist ein, z. B. als Rückschlagklappe
ausgebildetes, zweites Ventilmittel 48 für den zweiten
Einlass 38 angeordnet, welches einen Eintritt von Luft
in den Aufladezylinder 32 zulässt aber ein Austreten von
Gasen aus dem Aufladezylinder 32 durch den zweiten Einlass 38 verhindert.In one of the faucet 40 remote end region of the charging cylinder 32 is a first inlet 37 in the cylinder wall 62 of the charging cylinder 32 let in, via which the charging cylinder via the metering device 50 is connectable to the fuel reservoir. In one of the faucet 40 opposite end wall 61 of the charging cylinder 32 is also a second inlet 38 placed over the air in the charging cylinder 32 can be introduced. In the charging cylinder 32 is a, z. B. designed as a check valve, second valve means 48 for the second inlet 38 arranged, which is an inlet of air into the charging cylinder 32 but allows leakage of gases from the charging cylinder 32 through the second inlet 38 prevented.
An
dem Verdrängungskörper 31 ist
ein Betätigungsmittel
in Form eines Seilzugs 25 angelenkt, über welches der Verdrängungskörper 31 gegen
das Rückstellmittel 33 versetzbar
ist. Der Seilzug 25 ist dazu mit dem Ventilatorantrieb 21 koppelbar,
wie nachfolgend noch genauer beschrieben werden wird.At the displacement body 31 is an actuating means in the form of a cable 25 hinged over which the displacement body 31 against the return means 33 is displaceable. The cable 25 is with the fan drive 21 coupled, as will be described in more detail below.
Der
Verdrängungskörper 31 wird
von einem Durchgangskanal 34 von einer Stirnseite zur anderen durchsetzt,
wobei an einer der Armatur 40 zugewandten Öffnung 35 des
Durchgangskanals 34 ein als Rückschlagklappe ausgebildetes
erstes Ventilmittel 36 angeordnet ist. Durch dieses erste
Ventilmittel 36 wird der Durchgangskanal 34 im
Verdrängungskörper 31 bei
einer Bewegung auf das Rückstellmittel 33 zu
verschlossen.The displacement body 31 is from a passageway 34 interspersed from one end face to the other, being attached to one of the fitting 40 facing opening 35 of the passageway 34 a trained as a check valve first valve means 36 is arranged. Through this first valve means 36 becomes the passageway 34 in the displacement body 31 upon movement to the return means 33 too closed.
Im Übergangsbereich
von der Führungshülse 19 zur
Bolzenführung 16 ist
ein, z. B. als Kopfplatte der Führungshülse 19 ausgebildetes,
Verschlusselement 119 angeordnet, an dem ein Dichtungselement 113 für den zweiten
Einlass 38 des Aufladezylinders 32 angeordnet
istIn the transition area of the guide sleeve 19 for bolt guidance 16 is a, z. B. as the top plate of the guide sleeve 19 trained, closure element 119 arranged on which a sealing element 113 for the second inlet 38 of the charging cylinder 32 is arranged
Der
Ventilatorantrieb 21 ist über einen weiteren Abtrieb 22 mit
einer, z. B. als Planetengetriebe ausgebildeten, Getriebeeinrichtung 23 gekoppelt. Die
Getriebeeinrichtung 23 ist wiederum über eine Kupplungseinrichtung 24,
wie z. B. einer Schlingfederkupplung, mit einem Seilrad 26 kuppelbar,
an dem der bereits erwähnte
Seilzug 25 festgelegt ist und auf das dieser aufwickelbar
ist. Der Seilzug 25 wird auf der Strecke zwischen dem Seilrad 26 und
dem Verdrängungskörper 31 über wenigstens
eine Führungsrolle 27 geführt und
umgelenkt.The fan drive 21 is about a long way downforce 22 with one, z. B. trained as a planetary gear, transmission device 23 coupled. The transmission device 23 is in turn via a coupling device 24 , such as B. a wrap spring clutch, with a cable wheel 26 detachable, on which the already mentioned cable pull 25 is fixed and on which this is wound up. The cable 25 will be on the track between the rope wheel 26 and the displacement body 31 about at least one leadership role 27 guided and diverted.
In 1 ist
das Setzgerät 10 in
seiner Ausgangsstellung wiedergegeben, in der sich der Treibkolben 15 mit
seinem Kolbenkopf 120 in seiner oberen Totpunktlage an
dem der Brennkammer 11 zugewandten Ende der Kolbenführung 17 befindet.
Die Brennkammer 11 ist offen, d. h. die Brennkammerhülse 12 ist
vom Verschluss 13 und von einer an der Kolbenführung 17 angeordneten
Brennkammerwand 122 abgehoben. Die Brennkammer 11 ist
in dieser Stellung gespült
mit Frischluft. Der Aufladezylinder 32 ist mit einem konzentrierten Brennstoff/Luftgemisch
gefüllt,
das unter Umgebungsdruck steht, wobei sich der Verdrängungskörper 31 in
seiner Ausgangstellung in der Nähe
der Einlässe 37, 38 befindet.
Die Armatur 40 befindet sich in ihrer ersten Stellung 41.
In der Bolzenführng 16 befindet
sich ein Befestigungselement 80. Das Federelement 117 und das
Rückstellelement 33 sind
im Wesentlichen entspannt.In 1 is the setting tool 10 reproduced in its initial position, in which the driving piston 15 with his piston head 120 in its top dead center at the combustion chamber 11 facing the end of the piston guide 17 located. The combustion chamber 11 is open, ie the combustion chamber sleeve 12 is from the lock 13 and one on the piston guide 17 arranged combustion chamber wall 122 lifted. The combustion chamber 11 is flushed in this position with fresh air. The charging cylinder 32 is filled with a concentrated fuel / air mixture, which is under ambient pressure, wherein the displacement body 31 in its starting position near the inlets 37 . 38 located. The fitting 40 is in her first position 41 , In the bolt guide 16 there is a fastener 80 , The spring element 117 and the return element 33 are essentially relaxed.
Bei
dem aus 3 ersichtlichen Anpressen des
Setzgerätes 10 an
einen Untergrund U wird die Führungshülse 19 mit
der Bolzenführng 16 und
der Brennkammerhülse 12 in
Richtung des Pfeils 69 verschoben, wobei das Federelement 117 zwischen
der Führungshülse 19 und
der Kolbenführung 17 gespannt
wird. Die Brennkammerhülse 12 wird
dabei in dichtender Anlage auf die Brennkammerwand 122 und
den Verschluss 13 verschoben, so dass die Brennkammer 11 geschlossen
wird. Gleichzeitig wird der Ventilatorantrieb 21 durch
Betätigen
eines in den Figuren nicht dargestellten Schalters eingeschaltet. Der
Ventilator 20 und die Getriebeeinrichtung 23 werden
dadurch in Rotation (Pfeil 70) versetzt. Das Seilrad 26 wird
jedoch noch nicht bewegt, da die Kupplungseinrichtung 24 die
Getriebeeinrichtung 23 noch nicht mit dem Seilrad 26 gekoppelt
hat. Über
den Mitnehmer 114 an der Brennkammerhülse 12 wird das Stellglied 45 der
Armatur 40 betätigt
und der Drehkörper 43 derart
gedreht, dass der Kanal 44 nun den Auslass 39 des
Aufladezylinders 32 mit dem Einlasskanal 112 der
Brennkammer 11 verbindet. Die Armatur 40 befindet
sich dann in ihrer zweiten Stellung 42.At the 3 apparent pressing the setting tool 10 to a substrate U is the guide sleeve 19 with the bolt guide 16 and the combustion chamber sleeve 12 in the direction of the arrow 69 shifted, with the spring element 117 between the guide sleeve 19 and the piston guide 17 is tense. The combustion chamber sleeve 12 is doing in sealing contact with the combustion chamber wall 122 and the closure 13 moved so that the combustion chamber 11 is closed. At the same time the fan drive 21 switched on by pressing a switch, not shown in the figures. The ventilator 20 and the transmission device 23 become in rotation (arrow 70 ). The rope wheel 26 However, it is not moved because the coupling device 24 the transmission device 23 not yet with the rope wheel 26 has coupled. About the driver 114 on the combustion chamber sleeve 12 becomes the actuator 45 the fitting 40 pressed and the rotary body 43 turned so that the channel 44 now the outlet 39 of the charging cylinder 32 with the inlet channel 112 the combustion chamber 11 combines. The fitting 40 is then in its second position 42 ,
In 4 wurde
nun der in den Figuren nicht dargestellte Triggerschalter des Setzgerätes 10 betätigt, der
sich üblicherweise
an einem ebenfalls in den Figuren nicht dargestellten Handgriff
des Setzgerätes 10 befindet. Über die
Betätigung
des Triggerschalters wird nun die Kupplungseinrichtung 24 aktiviert,
welche die drehende Getriebeeinrichtung 23 des Ventilatorantriebs 21 mit
dem Seilrad 26 koppelt. Über die Rotation des Seilrades 26 wird
der Seilzug 25 in Richtung des Pfeils 71 gezogen
und auf dem Seilrad 26 aufgewickelt. Der Verdrängungskörper 31 wird hierdurch
von seiner Ausgangsstellung aus 1 in seine
Endstellung an der Armatur 40 am anderen Ende des Aufladezylinders 32 bewegt.
Der Durchgangskanal 34 ist dabei über das erste Ventilmittel 36 an
der Öffnung 35 geschlossen,
so dass das im Aufladezylinder 32 enthaltene konzentrierte
Brennstoff/Luftgemisch über
den Auslass 39 des Aufladezylinders 32, den Kanal 44 im
Drehkörper
und den Einlasskanal 112 in Richtung der Pfeile 72 in
die Brennkammer gedrückt
wird, wobei das Brennkammerventil 111 das Einströmen zulässt. Sobald
der Verdrängungskörper 31 seine
Endstellung erreicht hat, wird das Seilrad 26 über die
Kupplungseinrichtung 24 wieder von der Getriebeeinrichtung 23 entkoppelt.
Der Aufladungsvorgang der Brennkammer 11 durch das Einpressen
des Brennstoff/Luftgemisches aus dem Aufladezylinder 32 dauert,
dank der im Ventilatorantrieb 21 und in der Getriebeeinrichtung 23 gespeicherten
Rotationsenergie, typischerweise lediglich 10 50 ms, so dass das
Brennstoff/Luftgemisch isentrop, d.h. ohne Abgabe von Wärme, verdichtet
wird. Der Verbrennungsvorgang wird nun durch einen nach der Betätigung des
Triggerschalters zeitverzögert
ausgelösten
Zündimpuls der
Zündeinrichtung 18 in
Gang gesetzt. Da der Start der Verbrennung nun bei einem höheren Anfangsdruck
in der Brennkammer 11 erfolgt, der über dem Umgebungsdruck liegt,
z. B. bei 1.5 3 bar, werden höhere
Verbrennungsdrücke
erreicht, die eine höhere Kolbenbeschleunigung
zur Folge haben. Das Befestigungselement 80 wird nun über den
Treibkolben 15 mit hoher Energie in den Untergrund U eingetrieben (in
den Figuren nicht dargstellt).In 4 was now the trigger switch not shown in the figures of the setting device 10 operated, which is usually on a also not shown in the figures handle the setting device 10 located. About the operation of the trigger switch is now the coupling device 24 activated, which the rotating transmission device 23 the fan drive 21 with the rope wheel 26 coupled. About the rotation of the rope wheel 26 becomes the cable 25 in the direction of the arrow 71 pulled and on the rope wheel 26 wound. The displacement body 31 becomes thereby from its starting position 1 in its final position on the valve 40 at the other end of the charging cylinder 32 emotional. The passageway 34 is about the first valve means 36 at the opening 35 closed so that in the charging cylinder 32 contained concentrated fuel / air mixture through the outlet 39 of the charging cylinder 32 , the channel 44 in the rotary body and the inlet channel 112 in the direction of the arrows 72 is pressed into the combustion chamber, wherein the combustion chamber valve 111 allows the inflow. Once the displacement body 31 has reached its end position, the rope wheel 26 via the coupling device 24 again from the transmission device 23 decoupled. The charging process of the combustion chamber 11 by injecting the fuel / air mixture from the charging cylinder 32 lasts, thanks to the fan drive 21 and in the transmission device 23 stored rotational energy, typically only 10 50 ms, so that the fuel / air mixture isentropically, ie without loss of heat, is compressed. The combustion process is now triggered by an ignition pulse of the ignition device which is triggered with a time delay after the trigger switch has been actuated 18 set in motion. Since the start of combustion now at a higher initial pressure in the combustion chamber 11 takes place, which is above the ambient pressure, z. B. at 1.5 3 bar, higher combustion pressures are achieved, which have a higher piston acceleration result. The fastener 80 will now over the drive piston 15 with high energy in the underground U driven (not dargstellt in the figures).
Gleichzeitig
mit dem Betätigen
des Triggerschalters, der den Verdichtungsprozess auslöst, wird aus
dem Brennstoffreservoir mittels der Dosiereinrichtung 50 (2)
eine bestimmte Menge Brennstoff durch den ersten Einlass 37 in
den Raum des Aufladezylinders 32 vor den sich in seine
Endstellung bewegenden Verdrängungskörpers 31 eingespritzt. Weil
das Volumen dieses Raumes sich in der kurzen Verdichtungszeit (schnelle
Bewegung des Verdrängungskörpers 31)
schnell vergrössert,
entsteht ein starker Unterdruck, der den Brennstoff (wie z. B. ein Flüssiggas)
schnell und je nach Temperatur vollständig verdampfen lässt.Simultaneously with the actuation of the trigger switch, which triggers the compression process, is from the fuel reservoir by means of the metering device 50 ( 2 ) a certain amount of fuel through the first inlet 37 in the space of the charging cylinder 32 in front of the displacement body moving into its end position 31 injected. Because the volume of this space is in the short compression time (rapid movement of the displacement body 31 ) increases rapidly, creates a strong negative pressure, which can evaporate the fuel (such as a liquefied gas) quickly and depending on the temperature completely.
Die
Führungshülse 19 wird
beim Abheben des Setzgerätes 10 über das
Federelement 117 von der Kolbenführung 17 weggedrückt, wobei
das Dichtelement 113 den zweiten Einlass 38 freigibt.
Die Brennkammer 11 wird geöffnet und über den Ventilator 20 wird
frische Luft in die offene Brennkammer 11 eingebracht.
Gleichzeitig wird beim Abheben des Setzgerätes 10 vom Untergrund
U über
den sich öffnenden
zweiten Einlass 38 Luft in den Aufladezylinder 32 eingebracht,
die sich mit dem dort bereits vorhandenen Brennstoff mischt. Ferner
wird beim Abheben des Setzgerätes 10 vom
Untergrund U über
den Mitnehmer 14 an der Brennkammerhülse 12 auch das Stellglied 45 der
Armatur 40 betätigt
und der Drehkörper 43 nun
in entgegengesetzte Richtung gedreht, so dass der Drehkörper 43 den
Auslass 39 vom Einlasskanal 112 der Brennkammer 11 trennt. Die
Armatur befindet sich nun wieder in ihrer ersten Stellung 41 (1).The guide sleeve 19 is when lifting the setting device 10 over the spring element 117 from the piston guide 17 pushed away, wherein the sealing element 113 the second inlet 38 releases. The combustion chamber 11 is opened and over the fan 20 gets fresh air into the open combustion chamber 11 brought in. At the same time when lifting the setting tool 10 from the underground U via the opening second inlet 38 Air in the charging cylinder 32 introduced, which mixes with the fuel already there. Furthermore, when lifting the setting tool 10 from the underground U via the driver 14 on the combustion chamber sleeve 12 also the actuator 45 the fitting 40 pressed and the rotary body 43 now turned in the opposite direction, so that the rotating body 43 the outlet 39 from the inlet channel 112 the combustion chamber 11 separates. The valve is now back in its first position 41 ( 1 ).
Nach
dem Lösen
des Triggerschalters fährt der
Verdrängungskörper 31 unter
der Einwirkung des Rückstellelementes 33 wieder
in seine Ausgangsstellung nahe den Einlässen 37, 38 zurück. Das Brennstoff/Luftgemisch
im Raum zwischen den Einlässen 37, 38 und
dem Verdrängungskörper 31 strömt dann über den
offenen Durchgangskanal 34 in den auf der anderen Seite
des Verdrängungskörpers 31 liegenden
Raum. Ein Ausströmen
von Brennstoff/Luftgemisch über
den zweiten Einlass 38 nach aussen wird dabei durch das
zweite Ventilmittel 48 verhindert.After releasing the trigger switch moves the displacement body 31 under the action of the return element 33 back to its starting position near the inlets 37 . 38 back. The fuel / air mixture in the space between the inlets 37 . 38 and the displacement body 31 then flows over the open passageway 34 in the other side of the repressor body 31 lying room. An outflow of fuel / air mixture via the second inlet 38 to the outside is thereby through the second valve means 48 prevented.
Wird
nun ein neues Befestigungselement 80 in die Bolzenführung eingebracht,
dann ist das Setzgerät
für einen
neuen Setzzyklus bereit.Will now be a new fastener 80 introduced into the bolt guide, then the setting tool is ready for a new setting cycle.